Министерство Образования Республики Беларусь

"Гомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого"

Кафедра "Детали машин"

Контроль точности зубчатых колёс

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

к выполнению лабораторной работы по курсу

"Нормирование точности и технические измерения"

для студентов машиностроительных специальностей

Гомель 2002

Зубчатые передачи являются ответственными звеньями машин и механизмов, определяющими качество и надёжность их работы.

Знание средств измерения зубчатых колёс, умение правильно выбрать контролируемые показатели в зависимости от эксплуатационного назначения передачи, умение контролировать точность колёс и передач необходимо для успешного освоения курса “Нормирование точности и технические измерения” и имеет большое практическое значение.

Цель работы

1. Ознакомиться с системой допусков, методами и средствами контроля цилиндрических зубчатых передач.

2. Изучить контролируемые параметры (показатели точности) цилиндрических зубчатых колёс.

3. Ознакомиться с приборами для контроля точности зубчатых колёс и освоить методику измерения ими.

4. Научиться определять степень точности зубчатых колёс по результатам измерений.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомление с содержанием работы.

2. Изучение контролируемых показателей точности цилиндрических зубчатых колёс.

3. Изучение устройств, правил настройки и измерений приборами для поэлементного контроля зубчатых колёс (накладным шагомером, нормалемером, тангенциальным зубомером).

4. Измерение отклонений углового шага по колесу, отклонений шага зацепления, отклонений длины общей нормали, смещение исходного контура с предварительной настройкой приборов по заданному модулю.

5. Определение степеней точности или вида сопряжений зубчатых колёс.

6. Выполнение чертежа зубчатого колеса с указанием во второй части таблицы отклонений и длины общей нормали.

7. Оформление отчёта по работе.

Система допусков, методы и средства контроля цилиндрических зубчатых передач

Точность в значительной мере определяет работоспособность зубчатых колёс и передач, т.к. их погрешности вызывают дополнительные динамические нагрузки неравномерность вращения, вибрации, шум и другие дефекты передач. Существующая система допусков для зубчаты передач ГОСТ 1643-81(СТ СЭВ 641-77, СТ СЭВ 643-77 И СТ СЭВ 644-77)ограничивает погрешности их изготовления и устанавливает для цилиндрических зубчатых колёс и передач 12 степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. При этом для степеней точности 1 и 2 допуски и предельные отклонения не даются – они зарезервированы для будущего развития технологии.

Для каждой степени точности зубчатых колёс и передач устанавливаются нормы: кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев зубчатых колёс в передаче. Допускается комбинирование норм кинематической точности, норм плавности работы и норм контакта зубьев зубчатых колёс и передач разных степеней точности. Комбинирование норм позволяет установить повышенную точность только тех параметров колёс, которые важны для удовлетворения эксплуатационных требований, остальные параметры можно выполнять по более грубым допускам. Однако различие между требованиями к точности по видам норм возможно лишь на1-2 степени, т. к. нормы точности по всем показателям взаимосвязаны.

Независимо от степени точности устанавливаются 6 видов сопряжений зубчатых колёс в передаче А, В, С, Д, Е, Н и 8 видов допуска Тjn, обозначаемых в порядке его убывания – x, e, z, a, b, c, d, h. (рис.1).

Виды сопряжений зубчатых колёс в передаче в зависимости от степеней точности по нормам плавности указаны в табл. 1.

Видами сопряжений Н и Е соответствует вид допуска на боковой зазор h, а видами сопряжений D, C, B, A- виды допуска d, c, b и а, соответственно. Соотношение между видом сопряжения зубчатых колёс и видом допуска на боковой зазор допускается изменять. При этом также могут быть использованы виды допусков x, y, z.

Устанавливается 6 классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами от  до YI.

Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния( для сопряжений Н и Е -  класса, для сопряжений D, C, B, A – классов III, IY, Y, YI соответственно). Допускается изменять соответствие между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния.

Рис. 1. Виды сопряжений и гарантированные боковые зазоры в зубчатой передаче

Таблица 1

Вид сопряжения	A	B	C	D	E	H
Степень точности по нормам плавности	3-12	3-11	3-9	3-8	3-7	3-7

Точность изготовления зубчатых колёс и передач задается степенью точности, а требование к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового зазора.

Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью точности 7 по всем трём нормам, с видом сопряжения зубчатых колёс С и соответствием между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния: 7-С ГОСТ 1643-81.

При комбинировании норм разных степеней точности и изменении соответствия между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния, обозначение точности зубчатых колёс осуществляется последовательным написанием 3 цифр и 2 букв. Первая цифра обозначает степень по нормам кинематической точности, вторая- степень по нормам плавности, третья - по нормам контакта зубьев, первая из букв – вид сопряжения, а вторая – вид допуска на боковой зазор.

Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью 8 по нормам кинематической точности, со степенью 7 по нормам плавности. Со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор “а” и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:

8 – 7 – 6 – Ва ГОСТ 1643-81.

В случаях, когда на одну из норм не задается степень точности, в замен соответствующей цифры указывается буква N.

При выборе более грубого класса отклонений межосевого расстояния, чем это предусмотрено для данного вида сопряжения, в условном обозначении точности цилиндрической передачи указывается принятый класс и рассчитанный по формуле уменьшенный гарантированный боковой зазор:

7 – Ca/v – 128 ГОСТ 1643-81.

При принятии более точного класса отклонений межосевого расстояния в условном обозначении точности передач величина наименьшего бокового зазора может не указываться.

Точность зубчатых колёс проверяется различными методами и средствами. В зависимости от поставленной цели контроль зубчатых колёс делиться на приёмочный (окончательный), профилактический и технологический. При приёмочном контроле устанавливается соответствие точности колеса предъявляемым требованиям , зависящим от назначения передачи. В этом случае контроль должен быть комплексным, что выполняется при совмещении измерительной базы детали с эксплуатационной. Если соответствующие средства для окончательного контроля отсутствуют , то применяются дифференцированные методы.

В профилактический контроль входит определение кинематической и геометрической точности зубообрабатывающих станков; точности зуборезного инструмента, приспособлений и заготовок.

Технологический контроль используется при наладке технологических операций, а так же для выявления причин брака. В этом случае применяются поэлементные методы контроля с использованием той же базы, что и при установке изделия на станке.

При производстве зубчатых колёс часто используется активный контроль, по результатам которого производится управление или подналадка процесса. Для измерения зубчатых колёс применяются специальные зубоизмерительные приборы, которые подразделяются на стационарные и накладные, по назначению — для комплексных и элементных проверок, точности измерения — на классы А, АВ, В. Стационарные приборы имеют устройства для базирования зу6чатчатых колёс, а накладные устанавливают на проверяемые колеса. По назначению приборы подразделяют на 15 групп: 1— для контроля кинематической погрешности и погрешности обката ; 2 — для контроля накопленной погрешности шага , отклонений шага и разности шагов и др.

По каждому классу точности установлены метрологические показатели (размеры проверяемых Изделий, цена деления, пределы измерения) и предельные погрешности измерения. Типы, основные параметры и нормы точности приборов для контроля зубчатых передач стандартизированы.

Таким образом, контроль точности зубчатых колес осуществляется по комплексным или поэлементным показателям, определяющим нормы кинематической точности плавности работы, контакта зубьев и вид сопряжения. При назначении точностных требований к зубчатым колёсам и выборе средств контроля исходят из положения, что для контроля всех параметров зубчатого колеса по данному виду норм достаточно одной комплексной проверки. Гост 1643-81 устанавливает несколько равноправных контрольных комплексов для каждого вида норм точности. Выбор того или иного контрольного комплекса зависят от требуемой точности зубчатых колёс, их эксплуатационного назначения, размеров, особенностей производства, наличия у изготовителя тех или иных средств измерения. Предпочтение следует отдавать комплексным показателям, таким, как кинематическая погрешность колеса , циклическая погрешность колеса и пятно контакта, выявляющим суммарную погрешность колеса, а не отклонения отдельных параметров, которые могут взаимно компенсироваться или складываться. Кроме того, методы и средства комплексного контроля позволяют получить с большей полнотой, чем средства поэлементного контроля, информацию об эксплуатационных свойствах зубчатого колеса и передачи. Комплексный контроль осуществляют на специальных приборах различных типов в однопрофильном или двухпрофильном зацеплении. При отсутствии таких приборов точность колеса можно оценить по комплексам параметров (обычно по 2 параметрам), измеряемых более простыми средствами. Все предусмотренные стандартом комплексы для оценки точности изготовления колёс и передач приведены в табл. 2.

Таблица 2

Нормы	Номер комплекса	Комплексы контроля	Обозначения	Степень точности
1	2	3	4	5
Кинема-тической точности	1 2 3 4 5 6 7	Для колеса Наибольшая кинематическая погрешность колеса Накопленная погрешность шага по зубчатому колесу и накопленная погрешность k шагов Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса и колебание длины общей нормали Колебание измерительного межосевого расстояния и погрешность обката Радиальное биение зубчатого венца и колебание длины общей нормали Радиальное биение зубчатого венца и погрешность обката Радиальное биение зубчатого венца Для передачи Наибольшая кинематическая погрешность передачи		3-8 3-6 5-8 5-8 , 9-12 3-8 , 3-6 7-8, 7-8 9-12 6-8
Плавности работы Контакта	1 2 3 4 5 1 2 3	Для колеса Местная кинематическая погрешность Отклонение шага зацепления и погрешность профиля Отклонение шага зацепления и отклонения шага углового Колебания измерительного межосевого расстояния на одном зубе Отклонение шага Для передачи Циклическая погрешность зубцовой частоты в передаче Для колеса Погрешности направления зуба Погрешность формы и расположения контактной линии (потенциальной) при >1,25 Отклонение осевых шагов по нормали и допуск на погрешность формы и расположения контрольной линии (потенциальной)		3-8 3-8 5-8 5-12 9-12 3-8 3-12 3-12 3-12

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5
	4 1 2 3	Отклонение осевых шагов по нормали и отклонение шага зацепления Для передачи Суммарное пятно контакта Отклонение от параллельности осей Перекос осей	-	4-8 3-9 3-12 3-12
Бокового зазора	1 2 3 4 1 2	Для колеса Наименьшее дополнительное смещение исходного контура и допуск на смещение исходного контура Предельные отклонения измерительного межосевого расстояния Наименьшее отклонение средней длины общей нормали и допуск на среднюю длину общей нормали Наименьшее отклонение толщины зуба и допуск на толщину зуба Для передачи Гарантированный боковой зазор Предельные отклонения межосевого расстояния		3-12 5-8 3-12 3-12 3-12 3-12